淺談微生物技術在礦物加工中的應用

陳利娟

（湖南有色金屬職業技術學院，湖南 株洲 412006）

隨著我國經濟的快速發展，相關的高新技術的水平也不斷升高，微生物技術作為高新技術的一種，也在不斷地發展，現代微生物技術在控制環境的污染和創造加工新型金屬礦物材料方面產生了巨大的成效，為社會的發展提升做出了巨大的貢獻。因為現代微生物技術對污染的處理時間特別短，自身的投資也不高，得到了大量的應用，現代微生物技術可以利用一些微生物完成對金屬的冶煉，而且還可以降解高分子的材料，能有效解決世界范圍內的重金屬污染。所以說現代微生物技術在礦物的加工中占有很重要的地位，本文就來談談現代微生物技術和其在材料領域的應用[1]。

1 微生物技術的概念和發展趨勢

微生物技術就是利用一些微小的，甚至是肉眼看不見的生物來解決人們日常生活中的一些具體的問題，是一項十分具有發展前景的一項前沿科技。

微生物技術是現時代全球都在關注的熱門技術，現代微生物技術在許多方面都有很重要的作用，比如在環境治理和金屬材料及礦物的加工制作方面。我國的工業隨著國家經濟的發展不斷的提高，隨著工業化的進程，我國的重金屬污染變得日益嚴重，而傳統的環境治理方法不足以解決這些問題，所以催生了微生物技術對污染的治理方案，微生物技術治理重金屬污染具有很多特點，比如效率十分高，對于環境的保護效果好[2]。不給治理的環境留下其它的污染。現代微生物技術在材料領域也展現了它獨特的優勢，雖然現在在加工金屬材料和礦物材料的應用例子比較少，但是每一種應用都有許多優點。下面我們就來探討一下現代微生物技術在對金屬材料和礦物加工中的應用，本文將會例舉一些實例，來更加直觀的認識到微生物技術在對金屬材料領域材料制造的重要性。

2 微生物技術的作用

在這個快速發展的時代中，礦物被大量開采，人類使用了太多的礦產資源，和金屬資源，全球范圍內的資源面臨著枯竭，而微生物技術能夠加快人們對礦物金屬資源的回收和加工。礦物加工技術是利用一系列相關設備和技術，充分利用不同礦物之間的性質異同，完成礦體之中所含礦物質的分離。礦物加工技術過程中，涉及到了多種步驟，可分為預處理技術、處理技術和后處理技術。金屬或者非金屬材料的加工中都會得到充分的應用。我國的國情即礦產資源豐富多樣，然而，傳統的礦物加工方法存在很多弊端，污染環境、資源利用率低下等等。因此，根據當下的情形，微生物礦物加工技術的出現和引用，迅速引起了行業人士的重視，能夠最大限度地使用為數不多的資源，盡量的減免浪費[3]。而且隨著世界上科技的發展，微生物技術不斷成熟，它所具備的優點也逐漸顯現，展現出了巨大的前景，利用微生物技術制造加工礦物金屬所造成的污染較小，原材料浪費較少。微生物技術在不遠的將來必將會對人們的生活造成巨大的影響，所以我們要投入大量的人力和物力去研究。雖然微生物技術的作用十分巨大，但是同時它仍具有許多問題要解決。

3 微生物技術在礦物加工中的應用

隨著微生物技術的發展，它的應用也逐漸變多，對礦物的加工制造就是微生物技術應用的一種，礦物的組成元素十分復雜，因此加工起來十分麻煩，使用傳統的加工方法具有許多缺點。比如效率低下，原材料浪費嚴重。而礦物是工業發展所必需的材料，所以我們要加強對礦物加工的研究，而現代微生物技術就可以增快礦物加工的速率,減少原材料的浪費。下面有一些生物技術運用到礦物加工制造的例子。

圖1 微生物加工后礦物

第一個就是用現代微生物技術制造混凝土，簡稱生物混凝土。混凝土，這是在我國基礎建設中必不可少的一種材料，普通的混凝土主要是由水泥組成，向里面摻入一些化學添加劑而成的人工石材。普通的混凝土，不僅會破壞環境，而且他沒有自我修復等功能，功能較為單一，而生物混凝土可以用一些細菌作為材料，比如孢芽桿菌，孢芽桿菌喜歡堿性的環境，而且存活的時間較長，他能作為修復細菌加入到普通混凝土中。細菌會把乳酸鈣分解成石灰石，進而修復混凝土，在混凝土出現裂紋的時候可以自動修復他，這一功能對我國建筑行業的發展起到了很大的作用[4]。

第二個就是微生物選礦技術，我們都知道礦物的成分十分復雜，而從中分離一些不需要的物質更是復雜。所以我們可以利用微生物技術除雜，一些微生物可以脫離礦物中的一些雜質，從而達到提純篩選的作用，其中比如鐵氧化細菌可以氧化鐵。而硅酸鹽細菌可以把硅從礦物中篩除。這樣類似的微生物還有很多，所以說微生物技術對礦物雜質的篩選用處還是很廣泛的。微生物技術在礦物加工方面具有獨特的優勢，可以簡化礦物的加工工藝，降低礦產原材料的浪費，極大限度的提高工業產品的利潤。所以說我國應該加快對微生物技術在礦產加工方面的應用和研究。

微生物分解主要是通過微生物本身的分解作用，進行礦物元素的積累。利用微生物技術進行生物抗氧化對于礦物的提煉較為簡單，但是，生物冶金方法仍然處于發展當中，它還必須克服自身所產生的局限性，如果反應速度較慢，細菌對環境的適應性差，并且在超出一定的范圍后，很難存活，對礦物中所提取的離子耐受性差。

4 微生物技術在有色金屬加工中的應用

微生物技術的用處極為廣泛，它不僅能用于礦物的開采和加工，還能用于一些有色金屬的冶煉和加工中。提高有色金屬加工的效率。微生物技術在有色金屬的冶煉中可以分為這三類，第一類是生物浸出法，第二類是生物氧化法，還有一類是生物分解法。下面就來說說這三種方法。

第一個生物浸出法，現在我們已知的用于這類方法的細菌有二十余種，比如氧化鐵桿菌和硫化芽孢桿菌屬等等。這些細菌的作用是加快金屬的氧化作用，進而提高金屬的加工速率。比如硫化礦的加工，他的機理是利用相應的細菌使本來比較難以溶解的金屬硫化物迅速溶解，發生氧化反應，進而達到浸出金屬陽離子的作用。實質上就是細菌細胞內含有一些獨特的氧化酶，比如鐵氧化酶可以氧化金屬。利用這些氧化酶來促進金屬的化學反應進而起到加工冶金的作用。第二種方法就是生物氧化法，在日常的生產過程中，有許多較難處理的金屬礦物，比如黃鐵礦等載體礦物，用傳統的冶金方法提取十分困難，工藝較為復雜[5]。而利用微生物技術可以氧化載體礦物。使得冶煉過程變得迅速，工藝變得簡單。第三種方法就是生物分解法，在微生物中含有許多物質，可以分解碳酸鹽和磷酸鹽礦物。

圖2 微生物冶金發展過程

當今時代，微生物冶金技術在對有色金屬的加工主要作用于氧化處理階段。全球已經建立了許多微生物冶金廠區。現在已經成功的技術有對鈷，鎳等硫化物的浸出實驗。可以用微生物技術把所需要的有色金屬從具有雜質的多金屬硫化物中提取出來，效率更高，解決了當今社會工業生產的許多難題。

5 微生物技術仍存在的問題

微生物技術的前景雖然十分美好，但我們要知道以我國的工業技術還不足以完全實現微生物技術的功能，我國還是發展中國家，和那些發達國家還存在一些差距，它在金屬材料的冶煉和礦物的加工也是在一步步的摸索中，現在的技術還不太成熟，微生物技術畢竟是前沿科技，總體水平還不太成熟。在工業生產的具體應用也比較少，因此我國需要加大對現代生物技術的各種研究，加快現代微生物技術的發展，使其早日成熟。爭取盡快把微生物技術運用到我國的工業中。加快我國工業的發展，為國家經濟的繁榮貢獻一分力氣[6]。

6 如何解決這些問題

因為我國的生物技術還不太成熟，所以不能大量運用到具體的工業生產中，那么怎么解決這些問題呢？一種比較好的辦法就是借鑒外國的先進成果，我們不得不承認，在世界上，有很多國家在微生物技術方面的研究比中國的水平高了許多。所以我們要虛心的去請教那些先行者，去學習他們的經驗，借鑒他們研究的成果，互相交流。外國有我們需要的資料，同時我們也會有外國所需要的資料，只有這些資料共享出來，全球的生物技術才能得到跨越式的發展。不能閉關鎖國，要學習全球的先進技術。為我國的生物技術發展提供經驗，加快生物技術的工業化進程，爭取早日成熟，為我國的工業經濟發展做貢獻。

7 結語

從上面的文章來看，現代微生物技術在這個時代是非常重要的，這項技術不僅可以有效地解決一些重金屬帶來的環境污染問題，也可以帶動我國工業發展的進步，我們應該不斷地探索現代微生物技術在礦物材料中的加工應用。爭取打造出更多新型的，環保的，價格便宜的金屬材料。我相信在不遠的未來，這項技術必定能夠給我國的工業經濟帶來巨大發展。